Молодые учёные ИОХ РАН: Князева Екатерина

                                 E. Tanaka, M.S. Mikhailov, N.S. Gudim, E.A.

                                 Knyazeva, L.V. Mikhalchenko, N. Robertson,

                                 O.A. Rakitin, Structural features of indoline

                                 donors in D–A-π-A type organic sensitizers for

                                 dye-sensitized solar cells, Mol. Syst. Des. Eng.,

                                 2021, 6, 730-738. DOI: 10.1039/D1ME00054C

Научные исследования части сотрудников нашей лаборатории лежат в области халькоген-азотсодержащих гетероциклов. Мы не только развиваем новые синтетические направления по созданию и изучению реакционной способности и прикладных физико-химических свойств веществ на основе гетероциклических фрагментов, но и активно используем получаемые целевые соединения в качестве компонентов органических солнечных батарей и светодиодов. Наиболее значимые достижения связаны с конструированием сенсибилизированных красителем солнечных батарей на основе полученных индивидуальных органических молекул, обладающих рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с широко используемыми кремниевыми аналогами: низкая стоимость, простота конструирования, возможность широкой модификации свойств и улучшенные эксплуатационные характеристики.

Нами были получены новые фотосенсибилизаторы типа донор-акцептор на основе бензо[c][1,2,5]тиадиазола в качестве акцептора и N-замещенных индолинов в роли доноров. Совместно с коллегами из Университета Эдинбурга синтезированные вещества были использованы для конструирования солнечных ячеек. Наибольшее значение эффективности преобразования энергии, полученное для солнечных ячеек на основе синтезированных сенсибилизаторов, составило 5.8%. В целом, эффективность преобразования света для всех устройств на основе новых сенсибилизаторов составила 4.4-5.8%, что выше описанных ранее аналогов.

В работе было продемонстрировано, что даже незначительное изменение структуры отдельных фрагментов красителей оказывает существенное влияние на оптические и фотовольтаические свойства солнечных ячеек, что позволило достичь более глубокого понимания проблемы взаимосвязи «структура – свойство». Накопление массива данных по структурным особенностям красителей способно приблизить такие значения эффективности преобразования энергии, при которых станет возможна коммерциализация солнечных батарей на основе органических веществ.

Та часть работы, которая касается конструирования солнечных ячеек на основе полученных красителей, была выполнена мной в Университете Эдинбурга в группе проф. Н. Робертсона. Для меня эта область оказалась совершенно новой и непривычной, тем не менее, под чутким руководством сотрудников группы проф. Н. Робертсона мне удалось овладеть тонким искусством изготовления солнечных ячеек.

Вклад каждого члена научного коллектива нашей лаборатории, причастного к выполнению исследования, является весомым и значимым. Без симбиоза синтетической, прикладной и теоретической частей, за каждую из которых отвечали разные сотрудники, работа не получилась бы столь полноценной и завершенной. Разумеется, заведующий лабораторией №31 О.А. Ракитин всячески помогал в любых вопросах, возникающих на долгом пути от возникновения идеи до публикации.

Основным вектором развития является разработка методов синтеза отдельных структурных фрагментов и получение на их основе целевых сенсибилизаторов для солнечных ячеек и органических светодиодов. Благодаря формированию на базе нашей лаборатории центра по конструированию и испытанию солнечных ячеек, одним из направлений нашей научной деятельности стала оптимизация морфологии, строения и получения устройств на основе синтезированных сенсибилизаторов.

В старших классах школы начала заниматься научной работой по физической химии на базе университета, в который и поступила в дальнейшем.

В ИОХ впервые меня привел А.А. Михайлов – выпускник лаборатории, ныне возглавляемой член-корр. А.Д. Дильманом. Благодаря И.В. Веселе, я оказалась в аспирантуре под руководством д.х.н. Л.С. Константиновой в лаборатории №31, возглавляемой проф. О.А. Ракитиным. ИОХ всегда был для меня недосягаемой высотой, к которой нужно стремиться, и это благоговение перед Институтом сохранилось у меня до сих пор.

Любознательность, аккуратность и настойчивость – эти качества, безусловно, важны для ученого. Но самое важное – это любовь к своему делу.

Не переставать учиться. Мы находимся в уникальном месте, наполненным талантливыми людьми, увлеченными своим делом. Работать рядом с ними, иметь удовольствие ежедневного общения, впитывать их знания и перенимать их опыт – в этом неоспоримая ценность и уникальность нашего Института.